WO2001019515A1 - Catalyst with discharge electrode or carrier - Google Patents

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Akira Mizuno
Saburo Tanaka
Masayoshi Ichiki
Kazuhiro Kondo
Michitaka Furubayashi
Shuji Hamano
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Hitachi Zosen Corporation
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Abstract

A catalyst with a discharge electrode effectively applicable to a method for efficiently decomposing harmful substances such as dioxin in exhaust by plasma discharge, or a carrier for catalyst is disclosed. The catalyst with a discharge electrode or the carrier has a dotted pattern of electrode, a linear electrode which may intersect itself, or a bar-like electrode at least on one side of the plate-like or sheet-like catalyst or the carrier. The plate-like or sheet-like catalyst or carrier may be a cloth, board, or paper catalyst or carrier. The electrode is preferably formed at least on one side of the plate-like or sheet-like catalyst or carrier by printing conductive printing ink containing a metal such as silver, sintering a metal powder, vapor-depositing a metal, or sputtering a metal. The conductive ink may be pasty. A preferable shape of the electrode is comb-teeth.

Description

明 細 書 放電電極付き触媒または担体 技術分野  Description Catalyst or carrier with discharge electrode Technical field
本発明は、 放電電極を備えた触媒または触媒用の担体に関 し、 また、 放電電極を備えた触媒または触媒用の担体と、 こ れらの間および Zまたは外側に配された光触媒とからなる、 放電電極を備えた触媒ブロックに関する。 本発明は、 さ らに、 ゴミ焼却炉、 各種ボイラー、 ディ ーゼル機関等から出る排ガ ス中のダイォキシン類などの有害物質をプラズマ放電によつ て分解する方法および装置に関する。 背景技術  The present invention relates to a catalyst or a carrier for a catalyst provided with a discharge electrode, and a catalyst or a carrier for a catalyst provided with a discharge electrode and a photocatalyst disposed between, at, or outside thereof. The present invention relates to a catalyst block provided with a discharge electrode. The present invention also relates to a method and an apparatus for decomposing harmful substances such as dioxins in exhaust gas discharged from refuse incinerators, various boilers, diesel engines, and the like by plasma discharge. Background art
従来、 光触媒は強い酸化力を持ち、 これを用いてダイォキ シン類を酸化分解できる こ とが知られていた。 ただし、 光触 媒が有効に作用するには、 所定振動数の光量子を触媒粒子表 面に照射する必要がある。 そのため、 反応容器内に多数の触 媒粒子を充填した触媒充填床では、 個々の粒子に十分な光量 子を照射する こ とは困難であり、 光触媒が有効に作用しにく い  Conventionally, it has been known that photocatalysts have strong oxidizing power and can be used to oxidize and decompose dioxins. However, in order for the photocatalyst to work effectively, it is necessary to irradiate the surface of the catalyst particles with photons of a predetermined frequency. For this reason, it is difficult to irradiate individual particles with a sufficient amount of photons in a catalyst packed bed in which a large number of catalyst particles are packed in a reaction vessel, and photocatalysts do not work effectively.
そのため、 光触媒の有する高い酸化 · 還元力を利用する こ とにより排ガス中の有害物質の除去が可能ではあるが、 高工 ネルギ一の紫外線を触媒粒子表面に均一に照射するこ とは困 難であり、 限られた空間に触媒を大量に充填することは不可 能であり、 反応容器は例えば脱硝反応器などと比べ大型とな る上に、 十分な光が照射されていない触媒部分では所定の活 性が得られず、 そ こを通過する排ガスの反応率は低いので、 全体と して高度な有害物質除去率が得られない嫌いがあつた。 本発明の第 1の目的は、 上記諸問題を解決すべく 、 排ガス 中のダイォキシン類などの有害物質をプラズマ放電によって 効率的に分解する方法および装置を提供するこ とである。 Therefore, it is possible to remove harmful substances in exhaust gas by using the high oxidation / reduction power of the photocatalyst, but it is difficult to uniformly irradiate the surface of catalyst particles with high energy ultraviolet rays. Therefore, it is impossible to fill a limited space with a large amount of catalyst.The reaction vessel is large compared to, for example, a denitration reactor. Since no activity can be obtained and the reaction rate of exhaust gas passing therethrough is low, They disliked that a high harmful substance removal rate could not be obtained as a whole. A first object of the present invention is to provide a method and an apparatus for efficiently decomposing harmful substances such as dioxins in exhaust gas by plasma discharge in order to solve the above problems.
本発明の第 2の目的は、 排ガス中のダイォキシン類などの 有害物質をプラズマ放電によって効率的に分解する方法に効 果的に適用できる、 放電電極を備えた触媒または触媒用の担 体、 また、 放電電極を備えた触媒ブロ ッ クを提供するこ とで め ^) 発明の開示  A second object of the present invention is to provide a catalyst having a discharge electrode or a carrier for a catalyst, which can be effectively applied to a method for efficiently decomposing harmful substances such as dioxins in exhaust gas by plasma discharge. To provide a catalyst block equipped with a discharge electrode ^) Disclosure of the invention
本発明による第 1 の発明は、 放電電極付き触媒または担体 に関する。  The first invention according to the present invention relates to a catalyst or a carrier with a discharge electrode.
第 1 の発明による放電電極付き触媒または担体は、 板状ま たはシ一 ト状の触媒または担体の少なく と も片面に、 点状ま たは、 交差していてもよい線状も し く は棒状の電極を備えた ものである。  The catalyst or carrier with a discharge electrode according to the first aspect of the present invention may have at least one side of a plate-shaped or sheet-shaped catalyst or carrier, and may have a dotted or crossed linear shape. Is provided with a rod-shaped electrode.
板状またはシー ト状の触媒または担体とは、 ク ロス状、 ボ ー ド状、 ペーパー状などの もの も含む。  The plate-like or sheet-like catalyst or carrier includes a cross-like, board-like, paper-like catalyst or the like.
電極は、 好ま し く は、 板状またはシー ト状の触媒または担 体の少なく と も片面に、 銀、 銅、 場合によっては半田成分合 金等の金属を含む導電性印刷ィ ンキをプリ ン トするか、 金属 粉末を焼結させるか、 または金属を蒸着あるいはスパッタ リ ングする こ とによって形成したものであるである。 導電性ィ ンキはペース ト状のものであってもよい。  The electrodes are preferably printed on at least one side of a plate or sheet of catalyst or carrier with a conductive printed ink containing a metal such as silver, copper, and in some cases a solder alloy. Formed by sintering metal powder, sintering metal, or depositing or sputtering metal. The conductive ink may be in the form of a paste.
好ま しい電極の形状は、 櫛歯形である。 櫛歯形の電極は、 触媒または担体の表裏両面に、 裏面電極の各櫛歯が表面電極 の各櫛歯とは逆を向く と共に表面電極の各櫛歯の間にそれぞ れ位置するように、 すなわち食い違い状に、 形成されている こ とが好ま しい。 The preferred electrode shape is a comb shape. Comb-shaped electrodes are on the front and back surfaces of the catalyst or carrier, and each comb tooth on the back electrode is a front electrode It is preferable that they are formed so as to be opposite to the respective comb teeth and to be positioned between the respective comb teeth of the surface electrode, that is, to be staggered.
好ま しい触媒は、 セラ ミ ッ ク繊維で構成される板状または シー ト状のプレフ オーム体からなるマ ト リ ッ ク スのセラ ミ ッ ク繊維間に、 触媒物質またはこれを担持した多孔質担体粒子 を分散保持させたものである。 触媒物質は、 バナジウム、 夕 ングステン、 モ リ ブデン、 チタ ン等の金属の酸化物、 あるい は金、 銀、 白金、 ロ ジウム、 パラ ジウム、 ルテニウム等の金 属も し く はその酸化物であってよい。  The preferred catalyst is a catalyst material or a porous material supporting the catalyst material between matrix ceramic fibers made of a plate-like or sheet-like preform made of ceramic fibers. The carrier particles are dispersed and held. The catalytic substance is an oxide of a metal such as vanadium, tungsten, molybdenum, or titanium, or a metal or an oxide thereof such as gold, silver, platinum, rhodium, palladium, or ruthenium. May be.
好ま しい担体は、 セラ ミ ッ ク繊維で構成される板状または シー ト状のプレフ オ ーム体からなるマ ト リ ッ ク スのセラ ミ ッ ク繊維間に、 多孔質担体粒子を分散保持させたものである。 上記多孔質担体は、 アルミ ナ、 シリ カ、 シ リ カ · アルミ ナ、 チタニア、 ゼォライ ト、 ヂルコニァ、 酸化亜鉛などであって よい。  The preferred carrier is a porous carrier particle dispersed and held between matrix ceramic fibers composed of a plate-like or sheet-like preform composed of ceramic fibers. It was made. The porous carrier may be alumina, silica, silica / alumina, titania, zeolite, perconia, zinc oxide, or the like.
本発明は、 高電圧印加による空間放電、 絶縁体表面の表面 電流発生などを利用 して、 固体触媒表面の帯電 · 分極、 ィォ ン化ゃ反応物質の電子的分極などを起こ させ、 触媒機能を発 現または助長する ものである。  The present invention utilizes a space discharge caused by application of a high voltage, a surface current generation on an insulator surface, and the like to cause charge / polarization of a solid catalyst surface, ionization / electronic polarization of a reactant, etc. It manifests or promotes.
一対の電極間に半導体粒子を充填し、 電極間に高い電圧を 印加する と、 電子は周辺のガスをイオン化しながら粒子表面 を走り (表面電流) 、 同時に固体結晶を構成する電子を励起 しイオン化する。 励起された電子が基底状態に戻る とき、 電 子は原子特有の光 (殆ど紫外光) を発する。 また、 高工ネル ギ一の電子が半導体結晶に衝突すると、 複数個の導電帯電子 をはじき出し、 光触媒の活性発現の基本と考えられる正孔も 出現する。 このよ う な放電状態はプラズマ放電と呼ばれる。 以上のよう に、 電極間に放電に必要な電圧を印加すれば、 外部から紫外光を照射する こ とな しに、 光触媒の活性を励起 する こ とができる。 When semiconductor particles are filled between a pair of electrodes and a high voltage is applied between the electrodes, the electrons run on the particle surface while ionizing the surrounding gas (surface current), and at the same time, excite the electrons constituting the solid crystal to ionize. I do. When the excited electrons return to the ground state, they emit light that is peculiar to atoms (mostly ultraviolet light). In addition, when high-energy electrons collide with a semiconductor crystal, a plurality of conduction band electrons are repelled, and holes, which are considered to be the basis of the photocatalytic activity, also appear. Such a discharge state is called a plasma discharge. As described above, when a voltage required for discharging is applied between the electrodes, the activity of the photocatalyst can be excited without irradiating ultraviolet light from outside.
但し、 このような放電が継続し気相、 固相のイオン化が進 むと、 放電は著しい発熱を伴うアーク放電に移行し、 触媒の 熱劣化、 エネルギー効率の低下をもたら し、 好ま し く ない。 そこで放電がアーク放電に移行する前に電極間電位を下げ、 プラズマ放電を終結させる こ とが望ま しい。 すなわち電極に 高い交流電圧またはパルス電圧を印加する ことが望まれる。 この場合、 高エネルギー効率を維持して放電量を増加させる には、 交流電圧またはパルス電圧の周波数を上げる必要があ る 0  However, if such a discharge continues and the gas phase and solid phase ionization progress, the discharge shifts to arc discharge with remarkable heat generation, which leads to thermal deterioration of the catalyst and lower energy efficiency, which is not preferable. . Therefore, it is desirable to lower the potential between the electrodes before the discharge shifts to arc discharge and terminate the plasma discharge. That is, it is desired to apply a high AC voltage or a pulse voltage to the electrode. In this case, it is necessary to increase the frequency of AC voltage or pulse voltage in order to maintain high energy efficiency and increase the discharge amount.
このよ うな現象を利用 した反応装置は、 ゴミ焼却炉排ガス 中のダイォキシ ン類の酸化分解などに好適に使用され得る。 しかし、 反応ガスがダス ト、 アツ シュなどの固形分を含む場 合、 それらが粒子床に堆積し反応ガスの流通抵抗上昇を引き 起こすばかりでなく 、 有効な放電を妨げ、 極端な場合には電 極間の短絡事故を招く恐れがあるので、 反応ガスは反応器前 流で十分除塵しておく必要がある。  A reactor utilizing such a phenomenon can be suitably used for oxidative decomposition of dioxins in waste gas from a garbage incinerator. However, when the reaction gas contains solids such as dust and ash, they not only accumulate on the particle bed and cause a rise in the flow resistance of the reaction gas, but also hinder effective discharge. It is necessary to remove the reactant gas sufficiently upstream of the reactor in order to prevent a short circuit between the electrodes.
第 1 の発明による放電電極付き触媒または担体は、 板状ま たはシー ト状 (ク ロス状、 ボー ド状、 ペーパー状などを含む) の触媒または触媒担体の表面に、 点状または、 交差していて もよい線状も し く は棒状の電極を設け、 板状物を厚さ方向に 貫通する放電を発生させ、 板状またはシー ト状触媒または触 媒担体全体から紫外光の放射を可能と したものである。  The catalyst or carrier with a discharge electrode according to the first aspect of the present invention is formed on the surface of a plate-like or sheet-like catalyst (including cross-like, board-like, paper-like, etc.) or dot-like or cross-like surface. A linear or rod-shaped electrode may be provided to generate a discharge that penetrates the plate in the thickness direction and emits ultraviolet light from the entire plate or sheet catalyst or catalyst carrier. It is possible.
すなわち、 陰極から放射された電子は半導体表面電流と し て陽極へと移動し、 個体表面をイオン化し、 多数の正孔を出 現させる。 同時に周辺ガスもイオン化し、 ガス状の原子また は分子の外殻電子を励起状態にする。 励起状態の電子が基底 状態に戻ると き、 物質特有の紫外光を発する。 紫外光のエネ ルギ一で半導体には正孔が生ずる。 これらの正孔の作用で酸 化活性が発現する。 That is, the electrons emitted from the cathode move to the anode as a semiconductor surface current, ionize the solid surface, and generate a large number of holes. At the same time, the surrounding gas is ionized, and gaseous atoms and Makes the outer electrons of the molecule excited. When electrons in the excited state return to the ground state, they emit ultraviolet light unique to the substance. Holes are generated in the semiconductor due to the energy of ultraviolet light. Oxidation activity is expressed by the action of these holes.
電極に印加する電圧は空間放電に必要な電圧 ( S K V Z m m ) またはそれ以下で十分であるが、 高い紫外光発光量、 高 い表面活性を得るためには、 より高い電圧を印加する こ と も 可能である。 印加電圧の低限界はプラズマ放電開始電圧であ り、 高限界は電極間の絶縁破壊発生電圧である。 これらの値 はいずれも半導体の種類、 雰囲気ガスの組成、 温度などによ つて適宜定められる。  The voltage applied to the electrodes is sufficient for the space discharge voltage (SKVZ mm) or less, but higher voltages may be applied to obtain high ultraviolet light emission and high surface activity. It is possible. The lower limit of the applied voltage is the plasma discharge starting voltage, and the higher limit is the voltage at which breakdown occurs between the electrodes. These values are appropriately determined depending on the type of the semiconductor, the composition of the atmospheric gas, the temperature, and the like.
電子流は電極間距離の短い通路に集中する傾向がある。 ま た、 電子流はこれから発生した各種イオンが存在する部分に も集中する傾向がある。 したがって、 板状の触媒または触媒 担体を貫通する放電を均一に発生させるには、 電極間距離を 厳密に均一にする必要がある。  The electron flow tends to concentrate in a path with a short distance between the electrodes. In addition, the electron flow tends to concentrate on the area where the various ions generated are present. Therefore, the distance between the electrodes must be strictly uniform in order to uniformly generate a discharge that passes through the plate-shaped catalyst or the catalyst carrier.
板状またはシー ト状の触媒または触媒担体の両面に電極を 電極間距離が均一になるように配置した構造では、 電子が触 媒または触媒担体を貫通する抵抗と触媒または触媒担体の表 面を電子が移動する抵抗とが大き く異なるため、 電極間距離 のバラツキはさほど影響せず、 触媒または触媒担体全面にほ ぼ均一の紫外発光が認められる。  In a structure in which electrodes are arranged on both sides of a plate-shaped or sheet-shaped catalyst or catalyst carrier so that the distance between the electrodes is uniform, the resistance of electrons passing through the catalyst or catalyst carrier and the surface of the catalyst or catalyst carrier are reduced. Since the resistance to the movement of the electrons is significantly different, the variation in the distance between the electrodes is not so affected, and almost uniform ultraviolet light emission is observed on the entire surface of the catalyst or the catalyst carrier.
上記のような点を考慮して、 第 1の発明は、 具体的には、 板状ないしはシー ト状の触媒または触媒担体の両面に櫛歯形 の電極を板の表と裏で食い違い状に (例えば櫛歯間隔の 1 Z 2ずらせて) 配置してなる、 放電電極を備えた触媒または触 媒担体を提供する。  In consideration of the above points, the first invention is, specifically, a comb-shaped electrode on both sides of a plate-like or sheet-like catalyst or a catalyst carrier in a staggered manner on the front and back of the plate ( For example, a catalyst or a catalyst carrier provided with a discharge electrode, which is arranged by being shifted by 1 Z 2 of a comb tooth interval, is provided.
櫛歯形の電極の櫛歯太さは細いほど良いが、 大型の板状な い しはシー ト状の触媒または触媒担体においては、 断線など に対する信頼性の点から、 0 . 1 〜 2 m mが望ま しい。 櫛歯 形の電極を製造するには導電性印刷イ ンキを触媒または触媒 担体の表裏両面にプリ ン トする方法が、 製造コス ト、 櫛歯間 間隔の精度などから好適である。 The smaller the thickness of the teeth of the comb-shaped electrode, the better. In the case of a sheet-like catalyst or catalyst carrier, 0.1 to 2 mm is desirable from the viewpoint of reliability against disconnection. In order to manufacture a comb-shaped electrode, a method in which a conductive printing ink is printed on both front and back surfaces of a catalyst or a catalyst carrier is preferable from the viewpoint of manufacturing cost, accuracy of inter-comb spacing, and the like.
板状ないしはシー ト状の触媒または触媒担体と しては、 板 状ない しはシ一 ト状のセラ ミ ッ ク ス繊維プレフ ォーム体 (シ — ト状、 ペーパ ー状、 ク ロ ス状、 ボー ド状など) からなるマ ト リ ッ クスの繊維間に、 触媒または触媒担体微粒子を分散保 持させたものが好適である。 こ の よ う な構造の触媒または触 媒担体は、 内部に比較的多量の空間が存在し、 反応物質の拡 散性が高く 、 さ らに空間に存在するガスの励起により紫外線 放射効率が上昇する。  As a plate or sheet catalyst or catalyst carrier, a plate or sheet ceramic ceramic fiber preform (sheet, paper, cross, It is preferable that a catalyst or catalyst carrier fine particles are dispersed and held between matrix fibers having a board shape or the like. A catalyst or a catalyst carrier having such a structure has a relatively large amount of space inside, and has a high diffusibility of the reactants, and the ultraviolet radiation efficiency is increased by the excitation of the gas existing in the space. I do.
上記構成の、 放電電極を備えた触媒または触媒担体は、 排 ガス気流中で高い触媒活性を発現し、 ダイォキシ ン類の酸化 • 分解、 炭化水素類の酸化、 N 0の酸化などによる排ガスの 浄化に有効に機能する。 この場合、 触媒または触媒担体は板 状ない しはシー ト状であるので、 ダス トなど固形分による閉 塞を起こ しに く く 、 またダス トなどの固形分が飛来するガス 流に直接放電しないので、 ダス トの帯電が起こ り にく く、 触 媒表面や電極へのダス ト静電付着が起こ り に く い。  The catalyst or catalyst carrier equipped with a discharge electrode with the above configuration exhibits high catalytic activity in the exhaust gas stream, and purifies exhaust gas by oxidizing and decomposing dioxins, oxidizing hydrocarbons, and oxidizing NO. Works effectively. In this case, since the catalyst or the catalyst carrier is in the form of a plate or a sheet, it is difficult to block due to solids such as dust, and is directly discharged to a gas stream in which the solids such as dust flow. Therefore, dust is not easily charged, and dust is not easily adhered to the catalyst surface or electrodes.
本発明による第 2の発明は、 放電電極付き触媒ブロ ッ クに 関する。  A second invention according to the present invention relates to a catalyst block with a discharge electrode.
第 2の発明による放電電極付き触媒プロ ッ クは、 少なく と も片面に、 点状または、 交差していてもよい線状も し く は棒 状の電極を備えた板状またはシ一 ト状の複数の電極付き触媒 または担体と、 これら電極付き触媒または担体の間および Z または外側に配された光触媒とからなる。 上記触媒プロ ッ クにおいて、 板状またはシー ト状の触媒ま たは担体とは、 ク ロス状、 ボー ド状、 ペーパー状などのもの も含む。 好ま しい電極付き担体は、 セラ ミ ッ ク繊維で構成さ れる板状またはシー 卜状のプレフ ォーム体からなるマ ト リ ッ タスのセラ ミ ッ ク繊維間に、 多孔質担体粒子を分散保持させ たものである。 多孔質担体は、 アルミ ナ、 シ リ カ、 シ リ カ . アルミ ナ、 チタニア、 ゼォライ ト、 ジルコニァ、 酸化亜鉛な どであってよい。 The catalyst block with a discharge electrode according to the second invention is a plate or sheet having at least one surface of a dot-shaped or crossed linear or rod-shaped electrode. And a photocatalyst disposed between the electrodes or the catalyst and the carrier and Z or on the outside. In the above catalyst block, the plate-like or sheet-like catalyst or carrier includes a cross-like, board-like, paper-like, or the like. A preferred carrier with electrodes is a porous carrier particle dispersed and held between matrix ceramic fibers composed of a plate-like or sheet-like preform made of ceramic fibers. It is a thing. The porous carrier may be alumina, silica, silica, alumina, titania, zeolite, zirconia, zinc oxide, or the like.
上記触媒プロ ッ ク において、 好ま しい電極付き触媒および 光触媒は、 セラ ミ ッ ク繊維で構成される板状またはシ一 ト状 のプレフ オーム体からなるマ ト リ ッ クスのセラ ミ ッ ク繊維間 に、 触媒物質またはこれを担持した多孔質担体粒子を分散保 持させたものである。 光触媒は、 例えば粒状触媒、 平板状ま たは波板状のものであってもよい。 触媒物質は、 バナジウム、 タ ングステン、 モリ プデン、 チタ ン等の金属の酸化物、 ある いは金、 銀、 白金、 ロ ジウム、 ノ、。ラ ジウム、 ルテニウム等の 金属も し く はその酸化物であってよい。  In the above-mentioned catalyst block, a preferred catalyst with an electrode and a photocatalyst are formed between a matrix ceramic fiber composed of a plate-like or sheet-like preform made of ceramic fiber. In addition, a catalyst material or porous carrier particles carrying the same are dispersed and held. The photocatalyst may be, for example, a granular catalyst, a flat plate or a corrugated plate. The catalyst substance is an oxide of a metal such as vanadium, tungsten, molybdenum, or titanium, or gold, silver, platinum, rhodium, or phosphorus. Metals such as radium and ruthenium or oxides thereof may be used.
上記触媒プロ ッ クにおいて、 好ま しい電極は、 板状または シー ト状の触媒または担体の少な く と も片面に、 導電性印刷 イ ンキをプリ ン トするか、 金属粉末を焼結させるか、 または 金属を蒸着あるいはスパッ タ リ ングする こ とによって形成し たものである。  In the above catalyst block, the preferred electrode is to print a conductive printed ink on at least one side of a plate or sheet of catalyst or carrier, or to sinter a metal powder. Or formed by vapor deposition or sputtering of metal.
電極の好ま しい形状は櫛歯形であり、 櫛歯形の電極は、 好 ま し く は、 板状またはシー ト状の触媒または担体の表裏両面 に、 裏面電極の各櫛歯が表面電極の各櫛歯とは逆を向く と共 に表面電極の各櫛歯の間にそれぞれ位置するよ うに、 形成さ れている。  The preferred shape of the electrode is a comb shape, and the comb-shaped electrode is preferably on each of the front and back surfaces of a plate or sheet-like catalyst or carrier, and each comb tooth of the back surface electrode is a comb of the front surface electrode. It is formed so as to be opposite to the teeth and to be located between the respective comb teeth of the surface electrode.
好ま しい触媒プロ ッ ク は、 電極付き触媒または担体が平板 状で、 光触媒が波板状であり、 電極付き触媒または担体と光 触媒とが交互に重ね合わされ、 全体と してハニカム状をなす ものである。 このようなハニカム状触媒プロックにおいては、 好ま し く は、 平板状の電極付き触媒または担体のガス流れ方 向の各端部は、 波板状の光触媒よ り突出し、 この突出端にて 櫛形電極の各背部分どう しが電極接続部材を介して接続され る。 電極接続部材と してはワイヤ一、 バー、 シャ フ ト、 ベル トなどの形状の導電材が用いられる。 電極接続部材が突出端 にて櫛形電極の各背部分どう しを串差状に貫通または横断す る構造により、 隣接電極どう しが接続される。 触媒使用時に、 電極や電極接続部材の酸化などにより電気的接触が不良にな る可能性を考慮すれば、 電極接続部材は複数設ける こ とが好 ま しい。 Preferred catalyst blocks are those with a plate or catalyst with electrodes. The photocatalyst is corrugated, and the catalyst or carrier with electrodes and the photocatalyst are alternately overlapped to form a honeycomb shape as a whole. In such a honeycomb catalyst block, preferably, each end in the gas flow direction of the plate-shaped catalyst with an electrode or the carrier protrudes from the corrugated photocatalyst, and a comb-shaped electrode is formed at the protruding end. Each of the back portions is connected via an electrode connecting member. As the electrode connecting member, a conductive material having a shape such as a wire, a bar, a shaft, or a belt is used. Adjacent electrodes are connected to each other by a structure in which the electrode connecting member penetrates or crosses each back portion of the comb-shaped electrode at the protruding end in a skewered manner. It is preferable to provide a plurality of electrode connecting members in consideration of the possibility that electrical contact may be deteriorated due to oxidation of the electrodes and the electrode connecting members when the catalyst is used.
第 1 の発明による放電電極付き触媒または担体、 または第 2の発明による放電電極付き触媒プロ ッ クにおいて、 一対の 電極間に電極間間隔 1 0 m m当たり 3〜 5 0 K Vの電圧を 0 . 0 4 ~ 2 0 0 K H z で印加し、 両電極間に触媒または担体を 介して放電を起こさせる こ とによ って、 電極付き触媒または 担体を活性化させる こ とができる。  In the catalyst or carrier with a discharge electrode according to the first invention, or the catalyst block with a discharge electrode according to the second invention, a voltage of 0.03 to 50 KV per 10 mm between electrodes is applied between a pair of electrodes. By applying a voltage of 4 to 200 KHz and causing a discharge between the two electrodes via a catalyst or a carrier, the catalyst or the carrier with an electrode can be activated.
第 1 の発明による放電電極付き触媒または担体、 または第 2 の発明による放電電極付き触媒ブロ ッ クは、 例えば、 これ をガス流通経路内に設置して、 一対の電極間に上記条件で電 圧を印加し、 両電極間に触媒または担体を介して放電を起こ させる こ とによって、 電極付き触媒または担体を活性化させ、 ガス中の対象成分を接触反応させるガスの触媒反応方法に使 用される。  The catalyst or carrier with a discharge electrode according to the first invention, or the catalyst block with a discharge electrode according to the second invention is, for example, installed in a gas flow path, and a voltage is applied between a pair of electrodes under the above conditions. Is applied between the two electrodes to cause discharge through the catalyst or carrier, thereby activating the catalyst or carrier with electrodes and being used in a gas catalytic reaction method in which the target components in the gas are contacted and reacted. You.
ガスの触媒反応方法の具体例は、 第 1 の発明による放電電 極付き触媒または担体、 または第 2の発明による放電電極付 き触媒プロ ッ クを燃焼排ガス流通経路内に設置し、 同ガス中 のダイォキシ ン類を酸化 · 分解し、 一酸化窒素を酸化する方 法や、 第 1の発明による放電電極付き触媒または担体、 また は第 2の発明による放電電極付き触媒ブロ ッ クを有機性臭気 成分含有ガス流通経路内に設置し、 同ガス中の臭気成分を酸 化 · 分解する方法である。 本発明による第 3の発明は、 ダイォキシン類の分解方法に 関する。 Specific examples of the gas catalytic reaction method include a catalyst or carrier with a discharge electrode according to the first invention, or a catalyst or carrier with a discharge electrode according to the second invention. A catalyst block in the flue gas flow path to oxidize and decompose dioxins in the gas to oxidize nitric oxide; and the catalyst or carrier with a discharge electrode according to the first invention, Alternatively, a method is provided in which a catalyst block with a discharge electrode according to the second invention is installed in a flow path of a gas containing an organic odor component, and the odor component in the gas is oxidized and decomposed. A third invention according to the present invention relates to a method for decomposing dioxins.
第 3の発明によるダイォキシ ン類の分解方法は、 一対の電 極の間に半導体特性を示す粒状触媒を充填し、 電極間に電圧 を印加して触媒粒子間にプラズマ放電を発生させ、 処理すベ き排ガスを触媒充填床に流通して排ガス中のダイォキシン類 を分解する方法である。  In the method for decomposing dioxins according to the third invention, a granular catalyst having semiconductor characteristics is filled between a pair of electrodes, and a voltage is applied between the electrodes to generate a plasma discharge between the catalyst particles to perform treatment. In this method, dioxins in the exhaust gas are decomposed by flowing the exhaust gas through a catalyst packed bed.
上記排ガスは、 例えばゴミ焼却設備等の燃焼装置から出る ガスのように、 ダイォキシ ン類と同時に窒素酸化物や炭化水 素類を含むこ とが多い。  The above-mentioned exhaust gas often contains nitrogen oxides and hydrocarbons together with dioxins, for example, such as gas emitted from a combustion device such as a garbage incinerator.
上記触媒は光触媒活性を有する ものであり、 例えばチタ二 ァ、 酸化亜鉛、 酸化鉄など、 半導体特性を示す酸化物の粒状 触媒や、 ァタナーゼチタニア担体に光触媒活性チタニア薄層 をコーティ ングした触媒が好適に使用される。  The above catalyst has photocatalytic activity, for example, a particulate catalyst of an oxide exhibiting semiconductor properties such as titania, zinc oxide, iron oxide, or a catalyst obtained by coating a thin layer of photocatalytically active titania on a tantan titania carrier. Is preferably used.
電圧を高周波で、 例えば周波数 4 0 H z 〜 1 0 MH z で、 断続的に印加する こ とが好ま しい。 一対の電極の間の電界強 度は好ま し く は 0. 5〜 5 0 K VZ c mである。  Preferably, the voltage is applied intermittently at high frequencies, for example at a frequency of 40 Hz to 10 MHz. The electric field strength between the pair of electrodes is preferably between 0.5 and 50 K VZ cm.
上記方法の実施により、 ダイォキシ ン類の分解と同時に、 排ガス中の N 0が N 02 に変換され、 および /または、 炭化 水素類が C 02 に変換され得る。 The implementation of the method, simultaneously with the decomposition of Daiokishi emissions such, N 0 in the exhaust gas is converted to N 0 2, and / or hydrocarbons can be converted into C 0 2.
第 3の発明によるダイォキシ ン類分解装置は、 排ガス煙道 に設けられた一対の電極と、 一対の電極の間に設けられた、 半導体特性を示す粒状触媒からなる触媒充填床と、 電極間に 電圧を印加して触媒粒子間にプラズマ放電を発生させる電源 とからなり、 プラズマ放電によって紫外線を発生させて光触 媒を励起し、 触媒充填床を流通する排ガス中のダイォキシ ン 類を分解する ものである。 The dioxin decomposition apparatus according to the third invention is an exhaust gas flue. A pair of electrodes, a catalyst-packed bed provided between the pair of electrodes and comprising a granular catalyst exhibiting semiconductor characteristics, and a power supply for generating a plasma discharge between the catalyst particles by applying a voltage between the electrodes. It generates ultraviolet rays by plasma discharge to excite the photocatalyst and decompose dioxins in the exhaust gas flowing through the catalyst packed bed.
排ガス煙道に一対の電極の前流に除塵装置 (例えばバグフ ィ ルター) を付設し、 後流に脱硝装置 (例えば還元剤と して ア ンモニアを用いる脱硝装置) を付設する ことが好ま しい。  It is preferable to attach a dust removal device (eg, a bag filter) upstream of the pair of electrodes in the flue gas flue, and a denitration device (eg, a denitration device using ammonia as a reducing agent) downstream of the pair of electrodes.
印加電圧は、 いわゆる空間放電に必要な電界強度 X電極間 隔であ り、 一対の電極の間の電界強度が 0 . 5 ~ 5 0 K V Z c mになるよ うに設定される。 ただし、 放電量、 紫外発光量 などの調整を目的と して、 上記値以上または以下の電圧を用 いる こ と もできる。 印加電圧の下限はプラズマ放電可能の電 圧で、 充填半導体粒子の種類、 粒子形状、 充填状態さ らには 雰囲気ガスの組成、 温度などによって変化する。 また、 印加 電圧の上限値はアーク放電の開始値であり、 主に印加電圧の 周波数によつて変化する。  The applied voltage is a so-called electric field strength required for space discharge, ie, an X electrode interval, and is set so that the electric field strength between a pair of electrodes is 0.5 to 50 KVZcm. However, a voltage higher or lower than the above value may be used for the purpose of adjusting the discharge amount, the ultraviolet light emission amount, or the like. The lower limit of the applied voltage is the voltage at which plasma discharge is possible, and varies depending on the type, shape, and state of the filled semiconductor particles, as well as the composition and temperature of the atmosphere gas. The upper limit of the applied voltage is the starting value of the arc discharge, and changes mainly depending on the frequency of the applied voltage.
紫外光の波長は電極間に充填される半導体触媒粒子および 雰囲気ガスの組成によって定まる。 半導体触媒をアナターゼ チタニアと し、 雰囲気を空気と した場合、 紫外光の波長は 3 0 0 〜 3 5 0 n mであり、 この範囲はチタニア系光触媒に望 ま しい波長帯である。  The wavelength of the ultraviolet light is determined by the composition of the semiconductor catalyst particles filled between the electrodes and the atmosphere gas. When the semiconductor catalyst is anatase titania and the atmosphere is air, the wavelength of ultraviolet light is from 300 to 350 nm, which is a wavelength band desired for a titania-based photocatalyst.
紫外光の発光効率は半導体触媒粒子の粒径に関係し、 放電 工程で紫外光の波長の 1倍以上の粒子間空隙の頻度が高いと 発光効率が高まると考えられるが、 現在のところ明確でない。 粒子間空隙が過度に広いと放電はいわゆる空間放電となり、 発光効率、 波長などは雰囲気ガスに大き く影響される と考え られ、 紫外光の制御という意味において好ま し く ない。 The luminous efficiency of ultraviolet light is related to the particle size of the semiconductor catalyst particles.It is thought that the luminous efficiency will increase if the frequency of interparticle gaps of 1 time or more of the wavelength of ultraviolet light is high in the discharge process, but it is not clear at present . If the gap between particles is too wide, the discharge becomes a so-called space discharge, and the luminous efficiency and wavelength are considered to be greatly affected by the atmospheric gas. This is undesirable in terms of controlling ultraviolet light.
プラズマ放電が継続している半導体触媒粒子充填床は強い 酸化触媒活性を示し、 2 0 0 °C以下の低温で充填床内を流通 する無機化合物および有機化合物の殆どを酸化する。  The bed filled with semiconductor catalyst particles in which the plasma discharge continues has a strong oxidation catalytic activity, and oxidizes most of the inorganic and organic compounds flowing through the packed bed at a low temperature of 200 ° C. or lower.
たとえば 1 O n g / m 3 以下の微量のダイォキシ ン類 ( 4 —ク ロ 口 · ダイォキシンなど) を含む空気を上記半導体触媒 粒子充填床を流通させれば 1 5 0 °Cでほぼ完全にダイォキシ ンを酸化分解できる。 For example, air containing trace amounts of dioxins of less than 1 ng / m 3 (such as 4-dioxin / dioxin) flows almost completely at 150 ° C by flowing through the above-mentioned packed bed of semiconductor catalyst particles. Can be oxidatively decomposed.
また、 1 0 0 p p m以下の N 0を含む空気を半導体触媒充 填床に流通させれば、 N 0を N 0 2に変換でき る。 変換率は 印加電圧並びに周波数によって任意に制御できる。 Also, if circulating air containing N 0 follows 1 0 0 ppm to semiconductor catalyst charge Hamayuka, Ru can convert N 0 to N 0 2. The conversion can be arbitrarily controlled by the applied voltage and the frequency.
一般的な化合物の酸化を目的とする場合、 半導体触媒と し てはチタニアが好適である。 このチタニアの結晶をアナター ゼと し、 光触媒活性を付与すれば、 一部で紫外光を発しなが ら、 別の一部で紫外光を吸収し、 光触媒と しての機能を発揮 させる こ とができ、 放電エネルギーを有効に使用できる。 ただし、 半導体触媒と しては目的反応によって最適なもの を選定する こ とができ、 半導体触媒もチタニアに限定される ものではない。  When the purpose is to oxidize a general compound, titania is preferable as the semiconductor catalyst. If this titania crystal is used as an anatase and imparts photocatalytic activity, it will emit ultraviolet light in one part while absorbing ultraviolet light in another part, and exhibit its function as a photocatalyst. And discharge energy can be used effectively. However, the most suitable semiconductor catalyst can be selected depending on the target reaction, and the semiconductor catalyst is not limited to titania.
さ らに、 1 n g Z m 3 以下の極微量のダイォキシンを酸化 する場合には、 半導体触媒を遷移金属、 アルカ リ金属、 アル カ リ土類金属またはそれらの酸化物などで修飾し、 ダイォキ シン類の吸着性を付加したものを用いる こ とが有効である。 半導体触媒粒子充填床にガス中のダス 卜が堆積する と放電 状態が変化するので、 第 3 の発明によるダイォキシン類分解 装置の上流にはバグフィ ルター等の除塵装置を設置するこ と が望ま しい。 第 1 および第 2 の発明によれば、 例えば、 ゴミ焼却炉、 各 種ボイ ラー、 ディ ーゼル機関等の排ガスの浄化のための触媒 反応に好適に使用される、 新規構造の放電電極付き触媒また は触媒担体を提供することができる。 In addition, when oxidizing a trace amount of dioxin of 1 ng Zm 3 or less, the semiconductor catalyst is modified with a transition metal, an alkali metal, an alkaline earth metal or an oxide thereof, and the dioxin is oxidized. It is effective to use the one with added kind of adsorptivity. Since the discharge state changes when dust in the gas accumulates on the packed bed of semiconductor catalyst particles, it is desirable to install a dust filter such as a bag filter upstream of the dioxins decomposer according to the third invention. According to the first and second inventions, for example, a catalyst with a discharge electrode having a novel structure, which is suitably used for a catalytic reaction for purifying exhaust gas from a garbage incinerator, various boilers, a diesel engine, or the like, is provided. Can provide a catalyst support.
第 2 の発明による構造の触媒を使用すれば、 電極付き触媒 で発生した紫外線は通常の光触媒の活性化に有効に作用する。 また、 光触媒は電極付き触媒どう しに必要な間隙を設けるた めのスペイサ一の役割も果たす。  If the catalyst having the structure according to the second aspect of the present invention is used, the ultraviolet rays generated by the catalyst with electrodes effectively act on the activation of ordinary photocatalysts. The photocatalyst also plays the role of a spacer to provide the necessary gap between the catalysts with electrodes.
第 3の発明によれば、 一対の電極間に電圧を印加して触媒 粒子間にプラズマ放電を発生させ、 触媒粒子粒子表面或いは その近傍から均等に紫外線を発生させ、 これをもって光触媒 活性を発現させ、 排ガス中のダイォキシ ン類をコ ンパク 卜な 反応器で高い分解率で分解するこ とができる。 図面の簡単な説明  According to the third invention, a voltage is applied between the pair of electrodes to generate plasma discharge between the catalyst particles, and to uniformly generate ultraviolet light from the surface of the catalyst particle particles or in the vicinity thereof, thereby exhibiting photocatalytic activity. In addition, dioxins in exhaust gas can be decomposed at a high decomposition rate in a compact reactor. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
図 1 は、 櫛歯形電極パター ンの例を示す平面図である。 図 2 は、 板状触媒の表裏両面に櫛歯形電極を設置した形態 を示す裏表透視図である。  FIG. 1 is a plan view showing an example of a comb-shaped electrode pattern. FIG. 2 is a front and back perspective view showing a form in which comb-shaped electrodes are provided on both front and back surfaces of a plate catalyst.
図 3 は、 放電電極付き触媒の例を示す平面図である。  FIG. 3 is a plan view showing an example of a catalyst with a discharge electrode.
図 4 は、 反応温度と N 0酸化率の関係を示すグラフである。 図 5 は、 反応温度と o —ク ロ口 トルエン分解率の関係を示 すダラ フである。  FIG. 4 is a graph showing the relationship between the reaction temperature and the NO oxidation rate. Figure 5 is a graph showing the relationship between the reaction temperature and the decomposition rate of o-closed toluene.
図 6 ( a ) は放電電極付き触媒ブロ ッ ク の平面図、 図 6 ( b ) はその正面図、 図 6 ( c ) はその垂直横断面図である。 図 7 は電極付き触媒の表面電極どう しの接続状態を示す断 面図である。  FIG. 6 (a) is a plan view of a catalyst block with a discharge electrode, FIG. 6 (b) is a front view thereof, and FIG. 6 (c) is a vertical cross-sectional view thereof. FIG. 7 is a cross-sectional view showing the connection state between the front electrodes of the catalyst with electrodes.
図 8 ( a ) は光触媒用の波板状担体を示す平面図、 図 8 ( b ) はその側面図である。 図 9 は板状電極付き触媒の表裏両面に櫛歯形電極を設置し た形態を示す裏表透視図である。 FIG. 8 (a) is a plan view showing a corrugated carrier for photocatalyst, and FIG. 8 (b) is a side view thereof. FIG. 9 is a front and back perspective view showing a form in which comb-shaped electrodes are provided on both front and back surfaces of a catalyst with a plate electrode.
図 1 0 ( a ) は試験用の放電電極付き触媒ブロ ッ クを示す 正面図、 図 1 0 ( b ) はその垂直横断面図である。  FIG. 10 (a) is a front view showing a catalyst block with a discharge electrode for testing, and FIG. 10 (b) is a vertical cross-sectional view thereof.
図 1 1 は反応試験機を示す概略図である。  FIG. 11 is a schematic diagram showing a reaction tester.
図 1 2 は反応温度と N O酸化反応率の関係を示すグラ フで ある。  Figure 12 is a graph showing the relationship between the reaction temperature and the N 2 O oxidation reaction rate.
図 1 3 は反応温度と 0 —ク ロ口 トルエン分解反応率の関係 を示すグラフである。  Figure 13 is a graph showing the relationship between the reaction temperature and the 0-closed toluene decomposition reaction rate.
図 1 4は、 板状触媒の表裏両面に櫛歯形電極を設置した形 態を示す裏表透視図である。  FIG. 14 is a front and back perspective view showing a state in which comb-shaped electrodes are provided on both front and back surfaces of a plate catalyst.
図 1 5 は放電電極付き触媒ブロ ッ クの斜視図である。  Figure 15 is a perspective view of a catalyst block with a discharge electrode.
図 1 6 は放電電力と酸化率の関係を示すグラ フである。 図 1 7 は放電電力と酸化率の関係を示すグラ フである。 図 1 8 は濃度と酸化率の関係を示すグラ フである。  Figure 16 is a graph showing the relationship between discharge power and oxidation rate. Figure 17 is a graph showing the relationship between discharge power and oxidation rate. Figure 18 is a graph showing the relationship between concentration and oxidation rate.
図 1 9 は放電電力と酸化率の関係を示すグラ フである。 図 2 0 は放電電力と酸化率の関係を示すグラ フである。 図 2 1 ( a ) はプラズマ放電分解反応装置を示す一部切欠 正面図、 図 2 1 ( b ) は図 2 1 ( a ) の b — b線に沿う断面 図である。 発明を実施するための最良の形態  Figure 19 is a graph showing the relationship between discharge power and oxidation rate. Figure 20 is a graph showing the relationship between discharge power and oxidation rate. FIG. 21 (a) is a partially cutaway front view showing a plasma discharge decomposition reactor, and FIG. 21 (b) is a cross-sectional view taken along line b—b of FIG. 21 (a). BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
つぎに、 実施例により本発明はを具体的に説明する。 実施 例 1 〜 3は第 1 の発明に、 実施例 4〜 8 は第 2 の発明に、 そ して実施例 9 は第 3の発明にそれぞれ対応する。  Next, the present invention will be described specifically with reference to examples. The first to third embodiments correspond to the first invention, the fourth to eighth embodiments correspond to the second invention, and the ninth embodiment corresponds to the third invention.
実施例 1 Example 1
触媒物質と してチタニアを含む光触媒シー ト (日本無機社 製) の表面に、 銀を含むペース ト状導電性イ ンキ (ノ リ タケ  The surface of a photocatalyst sheet (manufactured by Nippon Inorganic Co., Ltd.) containing titania as a catalytic substance is coated on a paste-like conductive ink containing silver (Noritake).
3 カ ンパニー リ ミ テツ ド社製) を図 1 に示すパターンでスク リ ー ン印刷した。 この印刷ペース トを空気中で 1 5 0 °Cで 1時 間加熱して硬化させた。 こ う して光触媒シー トの表面に櫛歯 形の表面電極(2) を形成した。 Three (Company Limited) was screen-printed in the pattern shown in Fig. 1. The printing paste was cured by heating at 150 ° C. for 1 hour in air. Thus, a comb-shaped surface electrode (2) was formed on the surface of the photocatalyst sheet.
次いで、 同シー トの裏面に、 上記銀ペース トを、 表面電極 と同じパター ンでかつその各櫛歯が表面電極の櫛歯とは逆を 向く と共に表面電極の櫛歯間のち ょ う ど中央に位置するよう に、 スク リ ー ン印刷し、 上記と同じ条件で硬化させた。 こ う して光触媒シ— トの裏面に櫛歯形の裏面電極(3) を形成した。 得られた、 表裏両面に放電電極を備えた触媒の表裏透視図 を図 2に示す。  Next, on the back of the sheet, the silver paste was placed in the same pattern as the surface electrode, and each comb tooth was opposite to the comb tooth of the surface electrode, and was located at the center just between the comb teeth of the surface electrode. The screen was printed and cured under the same conditions as above. Thus, a comb-shaped back surface electrode (3) was formed on the back surface of the photocatalyst sheet. FIG. 2 is a front and back perspective view of the obtained catalyst having the discharge electrodes on both the front and back surfaces.
実施例 2 Example 2
実施例 1で得た放電電極付き触媒の各電極端子に 1 5 K V の交流電圧を 6 0 H zで印加し、 触媒全面から紫外線 (波長 : 3 0 0〜 4 0 0 n m) が放射される こ とを確認した。  An AC voltage of 15 KV was applied at 60 Hz to each electrode terminal of the catalyst with a discharge electrode obtained in Example 1, and ultraviolet light (wavelength: 300 to 400 nm) was emitted from the entire surface of the catalyst. It was confirmed.
実施例 3 Example 3
実施例 1で得た放電電極付き触媒を切断し、 図 3に示す板 状触媒(1) を得た。 これをテフ ロ ン製メ ッ シュで挟んで 1 0 m m X 2 0 mmのガス流路断面を持つ石英ガラス製反応管に 充填した。 反応管は、 加熱ヒータ一で覆われており、 外部か らの紫外光入射は無い。 次いで、 1 0 0 p p mの N Oを含む 空気からなる調製排ガスを流量 2. 5 リ ッ トル Z分で反応管 に通し、 交流電圧 1 0 K Vを 6 0 H zで印加し、 反応温度 1 0 0〜 2 0 0でで、 N 0の酸化性能を化学発光法によつて測 定し、 下記式 [I] により酸化率を求めた。  The catalyst with a discharge electrode obtained in Example 1 was cut to obtain a plate-like catalyst (1) shown in FIG. This was sandwiched between Teflon meshes and filled into a quartz glass reaction tube having a gas flow section of 10 mm x 20 mm. The reaction tube is covered with a heater and there is no ultraviolet light from outside. Next, a prepared exhaust gas composed of air containing 100 ppm of NO was passed through the reaction tube at a flow rate of 2.5 liters Z, and an AC voltage of 10 KV was applied at 60 Hz to obtain a reaction temperature of 100 Hz. At ~ 200, the oxidation performance of N 0 was measured by a chemiluminescence method, and the oxidation rate was determined by the following formula [I].
酸化率 (%) =  Oxidation rate (%) =
(入り 口濃度—出口濃度) /入り 口濃度 X 1 0 0 … [I] また、 N O含有空気からなる調製排ガスを、 l O O p p m の 0—ク ロ口 トルエン (これはダイォキシ ン類の代替え物質 と して一般に知られている) を含む空気からなる調製排ガス に代えた以外、 上記と同様にして 0—ク ロ 口 トルエンの酸化 分解性を水素炎分解ガスク ロマ トグラフ法によって測定し、 上記式 [I ]により酸化分解率を求めた。 (Inlet concentration – Outlet concentration) / Inlet concentration X 100 0… [I] Also, except that the prepared exhaust gas consisting of NO-containing air was replaced by a prepared exhaust gas consisting of air containing 100 ppm of 0-chlorotoluene (which is generally known as a substitute for dioxins) at 100 ppm. In the same manner as described above, the oxidative decomposability of the 0-closed port toluene was measured by a hydrogen flame decomposition gas chromatograph method, and the oxidative decomposition rate was determined by the above formula [I].
得られた結果を表 1、 図 4および図 5に示す。 これらから 明らかなよう に、 板状触媒(1) は放電効果により高い N 0酸 化性および 0—ク ロ口 トルエン分解性を示す。  The results obtained are shown in Table 1, FIG. 4 and FIG. As is clear from these, the plate catalyst (1) exhibits high N 0 oxidation property and 0-close toluene decomposition property due to the discharge effect.
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実施例 4 Example 4
日本無機社製セラ ミ ッ クペーパー (MC S— 0 5 : 厚さ 0. 5 mm) に石原産業社製チタニアゾル (C S N— 3 0 : 固形 分濃度 3 2 w t %) を含浸させ、 次いでこれを 1 2 0 °Cで乾 燥しさ らに空気中 4 5.0 °Cで 5時間焼成して、 チタニア分を 1 4 0 gZm2 保持した 1 2 0 m m X 5 5 mmのチタニア含 浸平板を製作した。 Nippon Inorganic Ceramic Paper (MCS-05: 0.5 mm thick) is impregnated with Ishihara Sangyo Co., Ltd. titania sol (CSN- 30: solids concentration 32 wt%) and then impregnated. 1 2 0 ° C with and calcined 5 hours at 4 5.0 ° C in air to dry, is found, were fabricated 1 2 0 mm X 5 5 mm titania containing immersion plates were titania content 1 4 0 gZm 2 holding .
5 また、 曰本無機社製セラ ミ ッ ク スペーパー (M C S— 0 2 5 : 厚さ 0. 2 5 mm) を上記と同様のチタニアゾルに浸漬 し、 同ペーパーを湿潤状態でアルミ ニウム製の波形の型板に 張り付け、 そのまま 1 2 0 °Cで乾燥し、 乾燥品を型板から剥 して 4 5 0 °C、 5時間焼成し、 図 8に示すような、 チタニア 分 7 0 g /m 2 を保有する 1 0 O mm x 5 5 mmのチタニア 含浸波板を製作した。 Five In addition, a ceramic paper (MCS-225: 0.25 mm thick) manufactured by Honsha Co., Ltd. was immersed in the same titania sol as above, and the paper was moistened with a corrugated aluminum sheet. Paste on the template, dry as it is at 120 ° C, peel off the dried product from the template and calcine at 450 ° C for 5 hours, titania content 70 g / m 2 as shown in Fig. 8 A 10 O mm x 55 mm titania impregnated corrugated sheet was prepared.
これら平板および波板を 3 %硝酸水溶液にそれぞれ 1 4時 間浸漬した後、 流水中で 1 0時間洗浄し、 次いで 1 2 0 °C乾 燥して、 平板状担体および波板状担体を得た。  These flat plates and corrugated plates were immersed in a 3% nitric acid aqueous solution for 14 hours, washed in running water for 10 hours, and then dried at 120 ° C to obtain flat and corrugated carriers. Was.
さ らに、 これら担体を、 石原産業社製チタニアゾル ( S T S— 0 1 : 固形分 3 3 w t %) を純水で 3倍に希釈した液に 浸漬し、 1 2 0 °Cで乾燥し、 空気中 3 0 0 °Cで 1時間、 4 5 0 °Cで 1時間および 5 2 0 °Cで 1時間それぞれ焼成し、 光触 媒活性を有する平板状触媒および波板状触媒を得た。  Further, these carriers are immersed in a solution obtained by diluting a titania sol (STS-01: solid content 33 wt%) manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd. three times with pure water, dried at 120 ° C, and air The resultant was calcined at 300 ° C for 1 hour, at 450 ° C for 1 hour, and at 52 ° C for 1 hour, respectively, to obtain a plate catalyst and a corrugated catalyst having photocatalytic activity.
次に、 上記平板状触媒(11)の表面に、 銀を含むペース ト状 導電性イ ンキ (日本アチソ ン社製、 S S— 2 4 8 0 7 ) を図 9に示すパター ンでスク リ ー ン印刷した。 この印刷ペース ト を空気中で 1 5 0でで 1時間加熱して硬化させた。 こ う して 平板状触媒の表面に櫛歯形の表面電極(12)を形成した。 その 後、 同触媒の裏面に、 上記銀ペース トを、 表面電極と同じパ ター ンでかつその各櫛歯が表面電極の櫛歯とは逆を向く と共 に表面電極の櫛歯間のち ょ う ど中央に位置するように、 スク リ ー ン印刷し、 上記と同じ条件で硬化させた。 こ う して平板 状触媒の裏面に櫛歯形の裏面電極(13)を形成した。 得られた 電極付き平板状触媒(14)の表裏透視図を図 9に示す。  Next, on the surface of the plate-like catalyst (11), a paste-like conductive ink containing silver (SS-248, manufactured by Nippon Atisson Co., Ltd.) was screened with the pattern shown in FIG. Printed. The printing paste was cured by heating at 150 ° C. for 1 hour in air. Thus, a comb-shaped surface electrode (12) was formed on the surface of the flat catalyst. Then, on the back side of the catalyst, the silver paste described above was placed in the same pattern as the surface electrode, and each comb tooth of the silver paste was opposite to the comb tooth of the surface electrode, and the distance between the comb teeth of the surface electrode was small. Screen printing was performed so as to be located at the center, and cured under the same conditions as above. Thus, a comb-shaped back electrode (13) was formed on the back surface of the plate-like catalyst. FIG. 9 shows a front and back perspective view of the obtained plate catalyst with electrodes (14).
次いで、 図 6に示すように、 複数枚の平板状電極付き触媒 (14)と、 複数枚の上記波板状光触媒(15)とを交互に重合せ、  Next, as shown in FIG. 6, a plurality of the plate-like electrode-equipped catalysts (14) and a plurality of the corrugated plate-like photocatalysts (15) are alternately polymerized,
6 これらを囲い枠(16)で束ねた。 囲い枠(16)は、 厚さ l m mの セラ ミ ッ クスペーパ ーをシリ カコロイ ドで固めたものである。 これらの平板状電極付き触媒(14)のガス流れ方向の両端部は、 波板状光触媒(15)より突出 している。 一方の突出端にて櫛形 の表面電極(12)の各背部分どう しが 3本の電極接続シャ フ ト (18)を介してそれぞれ接続されている。 すなわち、 図 7 に示 すよう に、 平板状電極付き触媒(14)の一端部が導電性の接続 部材(19)の周側部凹所に強制嵌込まれ、 接続部材(19)の中央 貫通孔(20)に電極接続シャ フ ト (18)が通され、 隣接する接続 部材(19)の間にコイル状の導電スプリ ング(21)が接続部材(1 9)に接触状に介在されている。 平板状電極付き触媒(14)の他 方の突出端でも上記と同様に櫛形の裏面電極(13)の各背部分 どう しが 3本の電極接続シ ャ フ ト(18)を介してそれぞれ接続 されている。 6 These were bundled in an enclosure (16). The enclosing frame (16) is made of ceramic lmm-thick ceramic paper solidified with silica colloid. Both ends in the gas flow direction of the catalyst (14) with a plate-like electrode protrude from the corrugated photocatalyst (15). At one protruding end, each back portion of the comb-shaped surface electrode (12) is connected to each other via three electrode connection shafts (18). That is, as shown in FIG. 7, one end of the catalyst with plate electrode (14) is forcibly fitted into the concave portion on the peripheral side of the conductive connecting member (19), and the center of the connecting member (19) is penetrated. The electrode connection shaft (18) is passed through the hole (20), and the coil-shaped conductive spring (21) is interposed between the adjacent connection members (19) in contact with the connection member (19). I have. At the other protruding end of the catalyst with plate electrode (14), the backs of the comb-shaped back electrode (13) are connected to each other via three electrode connection shafts (18) in the same manner as above. Have been.
こ う して放電電極を備えた触媒ブロ ッ クを製作した。  Thus, a catalyst block equipped with a discharge electrode was manufactured.
また、 図 1 0 に示すよう に、 上記平板状電極付き触媒(14) 2枚と、 上記波板状光触媒(15) 3枚を交互に重合せ、 これら を囲い枠(16)で束ね、 試験用の放電電極付き触媒ブロ ッ クを 製作した。 両外側の波板状光触媒(15)と囲い枠(16 )との間の スペースに石英ウール(17)を高密度に詰め、 この部分に調製 排ガスが流れないよう に した。 また、 上記と同様に、 波板状 光触媒の突出端にて表面電極どう しおよび裏面電極どう しを 電極接続シ ャ フ ト (18)を介して接続した。  Further, as shown in FIG. 10, two sheets of the above-mentioned catalyst (14) with a plate-like electrode and three sheets of the above-mentioned corrugated photocatalyst (15) were alternately polymerized, and these were bundled in an enclosing frame (16). A catalyst block with a discharge electrode was manufactured. Quartz wool (17) was densely packed in the space between the corrugated photocatalysts (15) on both sides and the surrounding frame (16), so that the prepared exhaust gas did not flow in this portion. Similarly, at the projecting end of the corrugated photocatalyst, the front electrodes and the back electrodes were connected via the electrode connection shaft (18).
この試験用触媒ブロ ッ クを図 1 1 に示す反応試験機(22)の 反応管(23 )に充填した。 反応試験機(22)は、 ステ ン レス鋼製 の反応管(23)と、 その一端のガス導入室(24)と、 他端のガス 排出室(25)と、 これらを収める恒温室(26)とからなる。 平板 状電極付き触媒の一方の端部の電極すなわち表面電極と、 他  The test catalyst block was filled in a reaction tube (23) of a reaction tester (22) shown in FIG. The reaction test machine (22) consists of a stainless steel reaction tube (23), a gas introduction chamber (24) at one end, a gas discharge chamber (25) at the other end, and a constant temperature chamber (26 ). The electrode at one end of the catalyst with a flat electrode, that is, the surface electrode, and the other
7 方の端部の電極すなわち裏面電極とを交流電源(27)にそれぞ れ接続した。 反応管(23)壁と試験用触媒プロ ッ クの囲い枠と の間のスペースは厚さ 3 mmのセラ ミ ッ ク スシ一 卜でシール した。 7 The electrode at one end, that is, the back electrode, was connected to an AC power supply (27), respectively. The space between the wall of the reaction tube (23) and the surrounding frame of the test catalyst block was sealed with a 3 mm-thick ceramic sheet.
次いで、 1 0 0 p p mの N 0を含む空気からなる調製排ガ スを流量 1. 9 N m 3 時で反応試験機(22)に通し、 交流電 圧 1 0 K Vを 6 0 H zで印加し、 反応温度 1 0 0〜 2 0 0 °C で、 N Oの酸化性能 (酸化率) を化学発光法によって測定し た。 Then, 1 through 0 0 ppm flow Preparation flue gas consisting of air containing N 0 1. 9 N m 3 o'clock in the reaction tester (22), applying an AC voltage 1 0 KV at 6 0 H z At a reaction temperature of 100 to 200 ° C., the oxidation performance (oxidation rate) of NO was measured by a chemiluminescence method.
また、 N 0含有空気からなる調製排ガスを、 1 0 0 p P m の o—ク ロロ トルエンを含む空気からなる調製排ガスに代え た以外、 上記と同様にして 0 —ク ロ 口 トルエンの酸化分解性 (分解率) を水素炎分解ガスク ロマ トグラ フ法によって計測 した。  Oxidative decomposition of toluene was carried out in the same manner as above, except that the prepared exhaust gas consisting of N 0 -containing air was replaced with the prepared exhaust gas consisting of 100 pPm of o-chlorotoluene-containing air. The properties (decomposition rate) were measured by a hydrogen flame decomposition gas chromatograph method.
得られた結果を表 2、 図 1 2および図 1 3に示す。 これら から明らかなように、 上記触媒プロ ッ ク は放電効果により高 い N 0酸化性および 0—クロ口 トルェン酸化分解性を示した。 表 2 The obtained results are shown in Table 2, FIG. 12 and FIG. As is evident from these, the catalyst block showed high N 0 oxidizing property and 0-chloro-toluene oxidative decomposition property due to the discharge effect. Table 2
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8 実施例 5 8 Example 5
日本無機社製セラ ミ ッ クペーパー (M C S 0 5 0 : 5 0 m m x 5 0 mm、 厚さ 0. 5 mm) を、 チタ ンイ ソプロポキシ ドを加水分解して得たゲルに塩酸を加え開膠して得たチタ二 アコロイ ドに浸漬し、 次いでこれを 1 2 0 °Cで乾燥しさ らに 空気中 4 5 0 °Cで 5時間焼成して、 チタニア光触媒を 2 5 g /m2 保持した平板(A) を製作した。 Nippon Inorganic Co., Ltd. ceramic paper (MCS500: 50 mm x 50 mm, thickness 0.5 mm) is hydrolyzed with titanium isopropoxide, and hydrochloric acid is added to the gel to form a gel. The plate was immersed in the titania acolloid obtained, dried at 120 ° C., and calcined in air at 450 ° C. for 5 hours to obtain a plate (25 g / m 2 containing titania photocatalyst). A)
次に、 上記触媒平板(A) の表裏両面に、 銀を含むペース ト 状導電性イ ンキ (日本アチソ ン社製、 S S— 2 4 8 0 7 ) を 用いて実施例 4 と同様の操作で、 櫛歯形の表面電極(32)と裏 面電極(33)を形成した。 得られた電極付き光触媒平板(31)の 表裏透視図を図 1 4に示す。  Next, the same operation as in Example 4 was performed using a paste-like conductive ink containing silver (manufactured by Nippon Athison Co., Ltd., SS-24807) on both front and back surfaces of the catalyst plate (A). Then, a comb-shaped surface electrode (32) and a back surface electrode (33) were formed. FIG. 14 shows a front and back perspective view of the obtained photocatalyst flat plate with electrodes (31).
この光触媒平板(31)を反応試験機の反応管に充填した。 反 応試験機は、 反応管を 5 0 mm X 1 7 mmの流路断面を有す るアク リル樹脂製反応管に代えた以外は実施例 4のものと同 じである。 次いで、 1 5 0 p p mの N Oと 4 0 p p mの 0 — ク ロ口 トルエンを含む湿分飽和空気からなる調製排ガスを室 温で流量 2. 5 リ ッ トル Z分で反応試験機に通し、 放電条件 を変えて、 周波数 1 0 0 0 H z (正弦波) の交流電圧を印加 し、 N 0の酸化率を化学発光法によって測定し、 0 —ク ロ口 トルエンの酸化率を水素炎分解ガスク ロマ トグラフ法によつ て計測し、 実施例 3の式 [I] によ り酸化率を求めた。  The photocatalyst flat plate (31) was filled in a reaction tube of a reaction tester. The reaction tester was the same as that in Example 4 except that the reaction tube was replaced with an acrylic resin reaction tube having a flow path cross section of 50 mm × 17 mm. Next, a prepared exhaust gas consisting of 150 ppm of NO and 40 ppm of 0-closed toluene-containing moisture-saturated air was passed through a reaction tester at room temperature with a flow rate of 2.5 liters Z and discharged. By changing the conditions, an AC voltage with a frequency of 1000 Hz (sine wave) was applied, the oxidation rate of N 0 was measured by a chemiluminescence method, and the oxidation rate of 0 — The oxidation rate was measured by a chromatographic method, and the oxidation rate was calculated by the formula [I] in Example 3.
得られた結果を表 3および図 1 6に示す。 これらから、 放 電によって触媒が励起され、 N Oの酸化および 0 —ク ロ口 ト ルェンの酸化分解が生じる こ とが分かる。  The results obtained are shown in Table 3 and FIG. From these results, it is understood that the catalyst is excited by the discharge, and the oxidation of N 2 O and the oxidative decomposition of 0-closed toluene are caused.
9 表 3 9 Table 3
Figure imgf000022_0001
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o— CT :オルトクロ口トルエン  o—CT: Orthochrome mouth toluene
実施例 6 Example 6
実施例 5で用いたセラ ミ ッ ク スペーパーを実施例 5で用い たチタニアコロイ ド溶液に浸漬し、 同ペーパーを湿潤状態で アルミ ニウム製の波形の型板に張り付け、 そのまま 1 2 0°C で乾燥し、 乾燥品を型板から剥して 4 5 0 °C、 5時間焼成し、 図 1 5に示すような、 チタニア分 2 5 g Zm2 を保有する 5 0 mm x 5 0 mのチタ二ァ含浸波板(34)を製作した。 The ceramic paper used in Example 5 was immersed in the titania colloid solution used in Example 5, and the paper was stuck in a wet state to an aluminum corrugated template, and kept at 120 ° C as it was. dried and stripped dried product from the mold plate and baked 4 5 0 ° C, 5 hours, as shown in FIG. 1 5, titania component 2 5 g Zm 2 possesses 5 0 mm x 5 0 m Chita two An impregnated corrugated sheet (34) was manufactured.
上記平板(31) 1枚を波板(34) 2枚で挟み、 図 1 5に示す放 電電極を備えたサン ドィ ツチ状の放電電極付き触媒プロ ッ ク (35)を製作した。  One flat plate (31) was sandwiched between two corrugated plates (34) to produce a sandwich-type catalyst block (35) with a discharge electrode having a discharge electrode as shown in FIG.
この触媒ブロ ッ クを反応試験機の反応管に充填し、 実施例 5 と同様の操作で N Oの酸化率および 0 —ク ロ口 トルエンの 酸化率を計測した。  This catalyst block was filled in a reaction tube of a reaction tester, and the oxidation rate of N 2 O and the oxidation rate of 0-closed toluene were measured in the same manner as in Example 5.
得られた結果を表 4および図 1 7に示す。 これらから、 放 電によ って発生する紫外光により、 波板状の光触媒も励起さ れ、 N Oの酸化率および 0 —ク ロ 口 トルエンの酸化率が上昇 するこ とが分かる 表 4 The results obtained are shown in Table 4 and FIG. From these, the corrugated photocatalyst is also excited by the ultraviolet light generated by the discharge, increasing the oxidation rate of NO and the oxidation rate of 0-closed toluene. Table 4
Figure imgf000023_0001
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o— CT :オルトクロ口トルエン  o—CT: Orthochrome mouth toluene
実施例 7 Example 7
実施例 5 において、 調製排ガス中の N 0および 0 —ク ロ口 トルエンの濃度を変更し、 その他の点は実施例 5 と同様の操 作を行って、 酸化率の変化を調べた。  In Example 5, the concentration of N 0 and 0-closed toluene in the prepared exhaust gas was changed, and the other operations were the same as in Example 5, and the change in the oxidation rate was examined.
結果を表 5および図 1 8 に示す。 放電条件を一定と した場 合、 通常の空間放電 (低温プラズマ放電) では酸化率がほぼ 一定であるのに対し、 こ の実施例では被酸化物濃度の低下に 従い、 酸化率が上昇する こ とがわかる。  The results are shown in Table 5 and FIG. When the discharge conditions are fixed, the oxidation rate is almost constant in a normal space discharge (low-temperature plasma discharge), but in this embodiment, the oxidation rate increases with a decrease in the oxide concentration. I understand.
2 表 5 Two Table 5
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o—CT :オルトクロ口トルエン  o—CT: Orthochrome mouth toluene
実施例 8 Example 8
実施例 5で得られたチタニア光触媒保持平板(31)に、 常法 の浸漬法により各種金属酸化物を含浸担持し、 金属担持触媒 を調製した。 同触媒について実施例 5 と同様の操作で N 0お よび 0 —ク ロ 口 トルエンの酸化率を調べた。  Various metal oxides were impregnated and supported on the titania photocatalyst holding flat plate (31) obtained in Example 5 by an ordinary immersion method to prepare a metal-supported catalyst. Using the same catalyst as in Example 5, the oxidation rates of N 0 and 0-closed toluene were examined.
調整した触媒諸元と酸化率を表 6、 図 1 9および図 2 0 に 示す。 これらから、 担持金属によって、 放電電圧に対する電 流値が異なり、 酸化率も変化するが、 放電電力に対する酸化 率は大き く は変動しないこ とが分かる。 Table 6, Figure 19 and Figure 20 show the adjusted catalyst specifications and oxidation rates. From these results, it can be seen that the current value with respect to the discharge voltage and the oxidation rate vary depending on the supported metal, but the oxidation rate with respect to the discharge power does not fluctuate significantly.
表 6 Table 6
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*メタノール ϊ§¾ 0— CT:オルトクロ口トルエン  * Methanol ϊ§¾ 0— CT: Orthochrome mouth toluene
実施例 9 Example 9
図 2 1 において、 8 0 X 9 mmの矩形流路断面を有する石 英ガラス製反応管(41)の内部にステン レス金網 ( S U S 3 0 4、 3 0 メ ッ シュ、 線径 0. 2 mm、 大きさ 1 6 0 X 8 0 X 0. 5 mm) からなる一対の電極(42)(43)を対向状に設置し た。 電極間の間隔は 8 mmであった。 電極間の間隔に直径 1 mmのチタニア光触媒球形粒子を充填して触媒充填床(44)を 形成した、 電源(45)により両電極間に 2 0 K Vの電圧を 2 0 0 H z で断続的に印加した。 触媒充填床(44)全体から紫外線 の発光が認められた。  In Fig. 21, a stainless steel wire mesh (SUS304, 30 mesh, wire diameter 0.2 mm) was placed inside a quartz glass reaction tube (41) having a rectangular channel cross section of 80 mm x 9 mm. A pair of electrodes (42) and (43) each having a size of 160 × 80 × 0.5 mm) were placed facing each other. The spacing between the electrodes was 8 mm. A 1 mm diameter titania photocatalyst spherical particle was filled in the space between the electrodes to form a catalyst packed bed (44). A voltage of 20 KV was applied intermittently at 200 Hz between both electrodes by the power supply (45). Was applied. Ultraviolet light was emitted from the entire catalyst packed bed (44).
反応管(41)に、 1 0 0 p p mの N 0を含む空気を流量 1 m 3Z secで 1 5 0 °Cで通じ、 N 0の N 02 への酸化率を計測し た。 断続周波数を変化させて平均放電電流を変化させ、 平均 放電電流と N Oの酸化率 (実施例 3の式 [I] によ り求めた) との関係を求めた。 この結果を表 7 に示す。 7 平均電流 ( a A) NO酸化率 (%) The reaction tube (41), through at 1 5 0 ° C air containing N 0 of 1 0 0 ppm at a flow rate of 1 m 3Z sec, was measured oxidation rate to N 0 2 in N 0. The average discharge current was varied by changing the intermittent frequency, and the relationship between the average discharge current and the NO oxidation rate (determined by equation [I] in Example 3) was determined. Table 7 shows the results. 7 Average current (a A) NO oxidation rate (%)
11. 5 92  11.5 92
10. 0 81  10. 0 81
7. 0 58  7. 0 58
4. 0 33  4.033
1. 0 9  1. 0 9
産業上の利用可能性 Industrial applicability
本発明は、 ゴミ焼却炉、 各種ボイラー、 ディ ーゼル機関等 から出る排ガス中のダイォキシ ン類などの有害物質をプラズ マ放電によつて分解する方法および装置に関する。' 本発明は、 さ らに、 放電電極を備えた触媒または触媒用の担体に関し、 また、 放電電極を備えた触媒または触媒用の担体と、 これら の間およびノまたは外側に配された光触媒とからなる、 放電 電極を備えた触媒ブロ ッ クに関する。  The present invention relates to a method and an apparatus for decomposing harmful substances such as dioxins in exhaust gas discharged from refuse incinerators, various boilers, diesel engines and the like by plasma discharge. 'The present invention further relates to a catalyst or a carrier for a catalyst provided with a discharge electrode, and a catalyst or a carrier for a catalyst provided with a discharge electrode, and a photocatalyst disposed between, between, or outside thereof. The present invention relates to a catalyst block provided with a discharge electrode.

Claims

請求の範囲 The scope of the claims
1 . 板状またはシ一 ト状の触媒または担体の少な く と も片面に、 点状または、 交差していてもよい線状も し く は 棒状の電極を備えた放電電極付き触媒または担体。 1. A catalyst or carrier with a discharge electrode comprising at least one plate-like or sheet-like catalyst or carrier and a dot-shaped or crossed linear or rod-shaped electrode on at least one surface.
2 . 電極が、 板状またはシー ト状の触媒または担体 の少な く とも片面に、 導電性印刷ィ ンキをプリ ン トするか、 金属粉末を焼結させるか、 または金属を蒸着あるいはスパッ 夕 リ ングする こ とによって形成したものである、 請求項 1記 載の放電電極付き触媒または担体。  2. Electrodes are printed on at least one side of a plate or sheet of catalyst or carrier with a conductive printing ink, sintered metal powder, or metal deposited or sputtered. The catalyst or carrier with a discharge electrode according to claim 1, wherein the catalyst or the carrier is formed by carrying out the coating.
3 . 電極が櫛歯形である、 請求項 1 または 2記載の 放電電極付き触媒または担体。  3. The catalyst or carrier with a discharge electrode according to claim 1, wherein the electrode has a comb shape.
4 . 櫛歯形の電極が、 触媒または担体の表裏両面に、 裏面電極の各櫛歯が表面電極の各櫛歯とは逆を向く と共に表 面電極の各櫛歯の間にそれぞれ位置するように、 形成されて いる、 請求項 3記載の放電電極付き触媒または担体。  4. Make sure that the comb-shaped electrodes are on both sides of the catalyst or carrier, and that the comb teeth on the back electrode are opposite to the comb teeth on the front electrode, and that they are located between the comb teeth on the front electrode. The catalyst or carrier with a discharge electrode according to claim 3, which is formed.
5 . 触媒が、 セラ ミ ッ ク繊維で構成される板状また はシー ト状のプレフ オ ーム体からなるマ ト リ ッ ク スのセラ ミ ッ ク繊維間に、 触媒物質またはこれを担持した多孔質担体粒 子を分散保持させたものである、 請求項 1 〜 4 のいずれかに 記載の放電電極付き触媒。  5. The catalyst is carried between the ceramic fibers of the matrix consisting of a plate-shaped or sheet-shaped preform made of ceramic fibers, or the catalyst substance is carried between them. The catalyst with a discharge electrode according to any one of claims 1 to 4, wherein the porous carrier particles are dispersed and held.
6 . 担体が、 セラ ミ ッ ク繊維で構成される板状また はシー ト状のプレフ オーム体からなるマ ト リ ッ ク スのセラ ミ ッ ク繊維間に、 多孔質担体粒子を分散保持させたものである、 請求項 1 〜 4のいずれかに記載の放電電極付き担体。  6. Porous carrier particles are dispersed and held between matrix ceramic fibers made of a plate-shaped or sheet-shaped preform body made of ceramic fibers. The carrier with a discharge electrode according to any one of claims 1 to 4, wherein the carrier has a discharge electrode.
7 . 少なく と も片面に、 点状または、 交差していて もよい線状も し く は棒状の電極を備えた板状またはシー ト状 の複数の電極付き触媒または担体と、 これら電極付き触媒ま たは担体の間および または外側に配された光触媒とからな る、 放電電極付き触媒プロ ッ ク。 7. A plurality of plate- or sheet-shaped catalysts or carriers provided with at least one surface of a dot-shaped or intersecting linear or rod-shaped electrode, and a catalyst with these electrodes Ma Or a photocatalyst disposed between and / or on the outside of the carrier, and a catalyst block with a discharge electrode.
8 . 電極付き触媒および Zまたは光触媒が、 セラ ミ ッ ク繊維で構成される板状またはシー ト状のプレフ オーム体 からなるマ ト リ ッ クスのセラ ミ ッ ク繊維間に、 触媒物質また はこれを担持した多孔質担体粒子を分散保持させたものであ る、 請求項 7記載の放電電極付き触媒ブロ ッ ク。  8. The catalyst with electrodes and the Z or photocatalyst are placed between the matrix ceramic fibers consisting of a plate-like or sheet-like preform composed of ceramic fibers. 8. The catalyst block with a discharge electrode according to claim 7, wherein the porous carrier particles carrying the particles are dispersed and held.
9 . 電極が、 板状またはシー ト状の触媒または担体 の少な く と も片面に、 導電性印刷イ ンキをプリ ン 卜するか、 金属粉末を焼結させるか、 または金属を蒸着あるいはスパッ タ リ ングする こ とによつて形成したものである、 請求項 7 ま たは 8記載の放電電極付き触媒ブロ ッ ク。  9. Electrodes are printed on at least one side of a plate or sheet of catalyst or carrier with a conductive printing ink, sintered metal powder, or metal deposited or sputtered. 9. The catalyst block with a discharge electrode according to claim 7, wherein the catalyst block is formed by ringing.
1 0 . 電極が櫛歯形である、 請求項 7 〜 9 のいずれか に記載の放電電極付き触媒ブロ ッ ク。  10. The catalyst block with a discharge electrode according to any one of claims 7 to 9, wherein the electrode has a comb shape.
1 1 . 櫛歯形の電極が、 板状またはシー ト状の触媒ま たは担体の表裏両面に、 裏面電極の各櫛歯が表面電極の各櫛 歯とは逆を向く と共に表面電極の各櫛歯の間にそれぞれ位置 するよ う に、 形成されている、 請求項 1 0記載の放電電極付 き触媒ブロ ッ ク。  1 1. Comb-shaped electrodes are placed on both the front and back surfaces of the plate or sheet-shaped catalyst or carrier. Each comb tooth of the back electrode is opposite to each comb tooth of the front electrode, and each comb of the front electrode. The catalyst block with a discharge electrode according to claim 10, wherein the catalyst block is formed so as to be located between the teeth.
1 2 . 光触媒が、 粒状触媒、 平板状または波板状であ る、 請求項 7 〜 1 1 のいずれかに記載の放電電極付き触媒ブ 12. The catalyst block with a discharge electrode according to any one of claims 7 to 11, wherein the photocatalyst is a granular catalyst, a flat plate, or a corrugated plate.
□ ッ ク o □ o
1 3 . 電極付き触媒または担体が平板状で、 光触媒が 波板状である、 請求項 7 〜 1 2のいずれかに記載の放電電極 付き触媒プロ ッ ク。  13. A catalyst block with a discharge electrode according to any one of claims 7 to 12, wherein the catalyst or carrier with an electrode has a flat plate shape and the photocatalyst has a corrugated plate shape.
1 4 . 平板状の電極付き触媒または担体の各端部が波 板状の光触媒より突出し、 この突出端にて各電極が接続され ている、 請求項 7 〜 1 2のいずれかに記載の放電電極付き触 媒ブロ ッ ク。 14. The discharge according to any one of claims 7 to 12, wherein each end of the plate-shaped catalyst or carrier with electrodes protrudes from the corrugated photocatalyst, and each electrode is connected at the protruding end. Touch with electrode Medium block.
1 5. 電極付き触媒または担体の一対の電極間に電極 間間隔 1 0 mm当たり 3〜 5 0 K Vの電圧を 0. 0 4〜 2 0 0 K H zで印加し、 両電極間に触媒または担体を介して放電 を起こさせて電極付き触媒または担体を活性化する、 請求項 1〜 6のいずれかに記載の放電電極付き触媒または担体、 も し く は請求項 7〜 1 4のいずれかに記載の放電電極付き触媒 ブロ ッ クの使用方法。  1 5. A voltage of 3 to 50 KV per 10 mm is applied between the pair of electrodes of the catalyst or carrier with electrodes at 0.04 to 200 KHz, and the catalyst or carrier is applied between both electrodes. A catalyst or carrier with a discharge electrode according to any one of claims 1 to 6, or a catalyst or carrier with a discharge electrode according to any one of claims 7 to 14, wherein the catalyst or carrier with an electrode is activated by causing a discharge through the catalyst. How to use the catalyst block with discharge electrode described.
1 6. 請求項 1〜 6のいずれかに記載の放電電極付き 触媒または担体、 も し く は請求項 7〜 1 4のいずれかに記載 の放電電極付き触媒ブロ ッ クをガス流通経路内に設置して、 一対の電極間に電極間間隔 1 0 mm当たり 3〜 5 0 K Vの電 圧を 0. 0 4〜 2 0 0 K H zで印加し、 両電極間に触媒また は担体を介して放電を起こさせて電極付き触媒または担体を 活性化し、 ガス中の対象成分を接触反応させるガスの触媒反 応方法。  1 6. The catalyst or carrier with a discharge electrode according to any one of claims 1 to 6, or the catalyst block with a discharge electrode according to any one of claims 7 to 14 in a gas flow path. A voltage of 3 to 50 KV is applied between the pair of electrodes at 0.04 to 200 KHz per 10 mm between electrodes, and a catalyst or carrier is applied between the two electrodes. A gas catalytic reaction method in which a catalyst or carrier with electrodes is activated by electric discharge, and the target component in the gas is contact-reacted.
1 7. ガスが燃焼排ガスであり、 同ガス中のダイォキ シ ン類を酸化 , 分解し、 一酸化窒素を酸化する、 請求項 1 6 記載の触媒反応方法。  17. The catalytic reaction method according to claim 16, wherein the gas is a combustion exhaust gas, and oxidizes and decomposes dioxins in the gas to oxidize nitric oxide.
1 8. ガスが有機性臭気成分を含むガスであり、 ガス 中の臭気成分を酸化 , 分解する、 請求項 1 6記載の触媒反応 方法。  18. The catalytic reaction method according to claim 16, wherein the gas is a gas containing an organic odor component, and oxidizes and decomposes the odor component in the gas.
1 9. 一対の電極の間に半導体特性を示す粒状触媒を 充填し、 電極間に電圧を印加して触媒粒子間にプラズマ放電 を発生させ、 処理すべき排ガスを触媒充填床に流通して排ガ ス中のダイォキシ ン類を分解するプラズマ放電によるダイォ キシン類分解方法。  1 9. A granular catalyst exhibiting semiconductor characteristics is filled between a pair of electrodes, a voltage is applied between the electrodes to generate plasma discharge between the catalyst particles, and the exhaust gas to be treated flows through the catalyst packed bed and is discharged. A method for decomposing dioxins by plasma discharge that decomposes dioxins in gas.
2 0. 触媒が光触媒活性を有する請求項 1 9記載のダ ィォキシン類分解方法。 20. The method according to claim 19, wherein the catalyst has photocatalytic activity. Degradation method of oxins.
2 1. 触媒がチタニア系触媒である請求項 1 9記載の ダイォキシ ン類分解方法。  21. The method for decomposing dioxins according to claim 19, wherein the catalyst is a titania-based catalyst.
2 2. 触媒がァタナーゼチタニア担体に光触媒活性チ タニア薄層をコーティ ングしたものである請求項 1 9記載の ダイォキシ ン類分解方法。  22. The method for decomposing dioxins according to claim 19, wherein the catalyst is obtained by coating a thin layer of photocatalytically active titania on a tanase titania carrier.
2 3. 電圧を高周波で断続的に印加する請求項 1 9〜 2 2のいずれかに記載のダイォキシ ン類分解方法。  23. The method for decomposing dioxins according to any one of claims 19 to 22, wherein a voltage is intermittently applied at a high frequency.
2 4. 電圧を周波数 4 0 H z〜 1 0 MH zで断続的に 印加する請求項 2 3記載のダイォキシン類分解方法。  24. The dioxins decomposition method according to claim 23, wherein the voltage is applied intermittently at a frequency of 40 Hz to 10 MHz.
2 5. —対の電極の間の電界強度が 0. 5〜 5 0 KV Z c mである請求項 1 9〜 2 4のいずれかに記載のダイォキ シン類分解方法。  25. The method for decomposing dioxins according to any one of claims 19 to 24, wherein the electric field intensity between the pair of electrodes is 0.5 to 50 KVZcm.
2 6. 同時に、 排ガス中の N Oを N 02 に変換する請 求項 1 9〜 2 5のいずれかに記載のダイォキシ ン類除去方法。 2 6. At the same time, Daiokishi emissions such removal method according to NO in the exhaust gas to one of the請Motomeko 1 9-2 5 for converting the N 0 2.
2 7. 同時に、 排ガス中の炭化水素類を二酸化炭素に 変換する請求項 1 9〜 2 6のいずれかに記載のダイォキシ ン 類除去方法。 27. The dioxins removal method according to any one of claims 19 to 26, wherein the hydrocarbons in the exhaust gas are simultaneously converted into carbon dioxide.
2 8. 排ガス煙道に設けられた一対の電極と、 一対の 電極の間に設けられた、 半導体特性を示す粒状触媒からなる 触媒充填床と、 電極間に電圧を印加して触媒粒子間にプラズ マ放電を発生させる電源とからなり、 プラズマ放電によって 紫外線を発生させて光触媒を励起し、 触媒充填床を流通する 排ガス中のダイォキシ ン類を分解するプラズマ放電によるダ ィォキシン類分解装置。  2 8. A pair of electrodes provided in the exhaust gas flue, a catalyst packed bed made of a granular catalyst exhibiting semiconductor properties provided between the pair of electrodes, and a voltage applied between the electrodes to form a space between the catalyst particles. A dioxin decomposer using plasma discharge, which consists of a power supply that generates plasma discharge, generates ultraviolet light by plasma discharge to excite the photocatalyst, and decomposes dioxins in exhaust gas flowing through the catalyst packed bed.
2 9. 排ガス煙道に一対の電極の前流に除塵装置を付 設した請求項 2 8記載のダイォキシ ン類分解装置。 29. The dioxin decomposer according to claim 28, wherein a dust remover is provided upstream of the pair of electrodes in the exhaust gas flue.
0 . 排ガス煙道に一対の電極の後流に脱硝装置を付 求項 2 8または 2 9記載のダイォキシ ン類分解装置。 0. The dioxin decomposition apparatus according to claim 28 or 29, wherein a denitration apparatus is provided downstream of the pair of electrodes in the exhaust gas flue.
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